Araç diferansiyeli. İşleyiş çeşitleri ve özellikleri

Diferansiyel, torku bir kaynaktan iki tüketiciye ileten bir mekanizmadır. Temel özelliği, gücü yeniden dağıtma ve tüketicilere farklı açısal dönüş hızları sağlama yeteneğidir. Bir karayolu taşıtıyla ilgili olarak bu, tekerleklerin diferansiyel aracılığıyla farklı güçler alabildiği ve farklı hızlarda dönebildiği anlamına gelir.

Diferansiyel, bir otomobil şanzımanının önemli bir unsurudur. Nedenini anlamaya çalışalım.

Neden bir diferansiyel olmadan yapamazsınız?

Kesin olarak, bir fark olmadan yapabilirsiniz. Ancak, yalnızca araba kusursuz bir yolda, hiçbir yere dönmeden hareket ettiği ve lastikleri aynı ve eşit şekilde şişirildiği sürece. Diğer bir deyişle, tüm tekerlekler aynı mesafeyi kat ettiği ve aynı hızda döndüğü sürece.

Ancak araba viraja girdiğinde tekerleklerin farklı bir mesafe kat etmesi gerekiyor. Açıkçası, dış eğri iç eğriden daha uzundur, bu nedenle üzerindeki tekerlekler iç eğrideki tekerleklerden daha hızlı dönmelidir. Aks önde olmadığında ve tekerlekler birbirine bağlı olmadığında sorun yoktur.

Başka bir şey de ana köprü. Normal kontrol için dönüş her iki tekerleğe de iletilir. Sert bağlantıları ile aynı açısal hıza sahip olacaklar ve bir dönüşte aynı mesafeyi kat etme eğiliminde olacaklardır. Dönüş zor olur ve kaymaya, artan lastik aşınmasına ve yol üzerinde aşırı gerilime neden olur. Motor gücünün bir kısmı kayar, bu da yakıtın boşa harcanması anlamına gelir. Benzer bir şey, o kadar bariz olmasa da, diğer durumlarda meydana gelir - engebeli yollarda sürerken, eşit olmayan tekerlek yükleri, eşit olmayan lastik basınçları, değişen derecelerde lastik aşınması.

Kurtarmaya geldiği yer burasıdır. Dönüşü her iki aks miline iletir, ancak tekerleklerin açısal dönüş hızlarının oranı isteğe bağlı olabilir ve özel duruma bağlı olarak sürücü müdahalesi olmadan hızla değişebilir.

Diferansiyel türleri

Diferansiyeller simetrik ve asimetriktir. Simetrik cihazlar her iki tahrik miline aynı torku iletir, asimetrik cihazlar kullanıldığında iletilen torklar farklıdır.

İşlevsel olarak, diferansiyeller tekerlekler arası ve akslar arası diferansiyel olarak kullanılabilir. Interwheel, torku bir aksın tekerleklerine iletir. Önden çekişli bir arabada şanzımanda, arkadan çekişli bir arabada arka aks yuvasında bulunur.

Dört tekerlekten çekişli bir arabada, mekanizmalar her iki aksın karterlerinde bulunur. Dört tekerlekten çekiş kalıcı ise, transfer kutusuna bir merkez diferansiyel de monte edilmiştir. Vites kutusundan dönüşü her iki tahrik aksına iletir.

Aks diferansiyeli her zaman simetriktir, ancak aks diferansiyeli genellikle asimetriktir, farklı olabilse de ön ve arka akslar arasındaki tipik tork yüzdesi 40/60'tır. 

Engelleme olasılığı ve yöntemi, diferansiyellerin başka bir sınıflandırmasını belirler:

• ücretsiz (engelleme olmadan);

• manuel kilit ile;

• otomatik kilitleme ile.

Engelleme tam veya kısmi olabilir.

Diferansiyel nasıl çalışır ve neden bloke edilir?

Aslında, diferansiyel gezegen tipi bir mekanizmadır. En basit simetrik aks diferansiyelinde, dört konik dişli vardır - iki yan dişli (1) artı iki uydu (4). Devre bir uydu ile çalışır, ancak cihazı daha güçlü hale getirmek için ikincisi eklenir. Kamyonlarda ve SUV'larda iki çift uydu kurulur.

Kupa (gövde) (5) uydular için taşıyıcı görevi görür. İçine büyük bir tahrik dişlisi (2) sağlam bir şekilde sabitlenmiştir. Nihai tahrik dişlisi (3) aracılığıyla dişli kutusundan tork alır.

Düz bir yolda tekerlekler ve dolayısıyla tekerlekleri aynı açısal hızla döner. Uydular tekerlek aksları etrafında döner ancak kendi eksenleri etrafında dönmezler. Böylece yan dişlileri döndürerek onlara aynı açısal hızı verirler.

Bir virajda, iç (daha küçük) yaydaki bir tekerlek daha fazla yuvarlanma direncine sahiptir ve bu nedenle onu yavaşlatır. Karşılık gelen yan dişli de daha yavaş dönmeye başladığı için uyduların dönmesine neden olur. Kendi eksenleri etrafında dönmeleri, dış tekerleğin aks mili üzerindeki dişli devirlerinin artmasına neden olur.  

Lastiklerin yol tutuşunun yetersiz olduğu durumlarda da benzer bir durum ortaya çıkabilir. Örneğin tekerlek buza çarpar ve kaymaya başlar. Sıradan bir serbest diferansiyel, dönüşü daha az direncin olduğu yere aktaracaktır. Sonuç olarak, kayan tekerlek daha da hızlı dönerken karşı tekerlek fiilen duracaktır. Sonuç olarak, araba hareket etmeye devam edemeyecek. Dahası, dört tekerlekten çekiş durumunda resim temelde değişmeyecektir, çünkü merkez diferansiyel de tüm gücü daha az dirençle karşılaştığı yere, yani terlik tekerleği olan dingile aktaracaktır. Sonuç olarak, dört tekerlekten çekişli bir araba bile yalnızca bir tekerlek kayarsa saplanabilir.

Bu fenomen, herhangi bir arabanın açıklığını ciddi şekilde bozar ve arazi araçları için tamamen kabul edilemez. Diferansiyeli bloke ederek durumu düzeltebilirsiniz.

kilit türleri

Tam zorunlu engelleme

Uyduları kendi eksenleri etrafında dönme yeteneğinden mahrum bırakacak şekilde sıkıştırarak tam manuel engelleme elde edebilirsiniz. Diğer bir yol ise, diferansiyel çanağı aks mili ile rijit bağlantıya sokmaktır. Her iki tekerlek de aynı açısal hızda dönecektir.

Bu modu etkinleştirmek için gösterge tablosundaki bir düğmeye basmanız yeterlidir. Tahrik ünitesi mekanik, hidrolik, pnömatik veya elektrikli olabilir. Bu şema hem tekerlekler arası hem de merkez diferansiyeller için uygundur. Araç dururken açabilirsiniz ve engebeli arazide sürerken yalnızca düşük hızda kullanmalısınız. Normal bir yoldan çıktıktan sonra kilit kapatılmalıdır, aksi takdirde yol tutuşu gözle görülür şekilde kötüleşir. Bu modun kötüye kullanılması, aks miline veya ilgili parçalara zarar verebilir.

Kendiliğinden kilitlenen diferansiyeller daha fazla ilgi çekicidir. Sürücü müdahalesi gerektirmezler ve ihtiyaç duyulduğunda otomatik olarak çalışırlar. Bu tür cihazlarda blokaj eksik olduğu için aks millerinin hasar görme olasılığı düşüktür.

Disk (sürtünme) kilidi

Bu, kendinden kilitlemeli bir diferansiyelin en basit versiyonudur. Mekanizma, bir dizi sürtünme diski ile desteklenir. Birbirlerine sıkıca otururlar ve aks millerinden birine ve hazneye sağlam bir şekilde sabitlenirler.

Tüm yapı, tekerleklerin dönüş hızı farklılaşana kadar bir bütün olarak döner. Ardından diskler arasında hız farkının büyümesini sınırlayan sürtünme ortaya çıkar.

viskoz kaplin

Bir viskoz kuplaj (viskoz kuplaj) benzer bir çalışma prensibine sahiptir. Sadece burada üzerlerine delik uygulanmış diskler, tüm boş alanı silikon sıvısı ile doldurulmuş kapalı bir kutuya yerleştirilir. Ayırt edici özelliği, karıştırma sırasında viskozitedeki değişikliktir. Diskler farklı hızlarda döndükçe, sıvı çalkalanır ve çalkalama ne kadar yoğun olursa, sıvı o kadar viskoz hale gelir ve neredeyse katı bir duruma ulaşır. Dönme hızı dengelendiğinde, sıvının viskozitesi hızla düşer ve diferansiyelin kilidi açılır.  

Viskoz kuplaj oldukça büyük boyutlara sahiptir, bu nedenle daha çok merkez diferansiyeline bir ek olarak ve bazen onun yerine, bu durumda sözde diferansiyel olarak kullanılır.

Viskoz bağlantı, kullanımını önemli ölçüde sınırlayan bir dizi dezavantaja sahiptir. Bunlar atalet, önemli ısınma ve ABS ile zayıf uyumluluktur.

Thorsen

Adı Torque Sensing yani “torku algılama” kelimesinden gelmektedir. En etkili kendinden kilitlemeli diferansiyellerden biri olarak kabul edilir. Mekanizma bir sonsuz dişli kullanır. Tasarım ayrıca kayma meydana geldiğinde ek olarak tork ileten sürtünme elemanlarına sahiptir.

Bu mekanizmanın üç tipi vardır. Normal yol çekişi altında, T-1 ve T-2 çeşitleri simetrik tip diferansiyeller olarak işlev görür.

Tekerleklerden biri çekişi kaybettiğinde, T-1 torku 2,5'e 1'e 6'ya 1 ve hatta daha fazla oranda yeniden dağıtabilir. Yani, en iyi tutuşa sahip tekerlek, belirtilen oranda kayan tekerleğe göre daha fazla tork alacaktır. T-2 çeşidinde bu rakam daha düşüktür - 1,2'den 1'e, 3'e 1'e, ancak daha az geri tepme, titreşim ve gürültü vardır.

Torsen T-3 orijinal olarak %20 ... 30 engelleme oranına sahip asimetrik bir diferansiyel olarak geliştirilmiştir.

KUAIFE

Quife diferansiyeli, bu cihazı geliştiren İngiliz mühendisin adını almıştır. Tasarım gereği, Thorsen gibi solucan türüne aittir. Uydu sayısı ve yerleşimi bakımından ondan farklıdır. Quaife, araba ayarlama meraklıları arasında oldukça popülerdir.